电子产品失效分析大全 继电器失效分析 1、样品描述 所送样品是3种继电器，其中NG样品一组15个，OK样品2组各15个，代表性外观照片见图1。委托单位要求分析继电器触点的元素成分、各部件浸出物的成分，确认是否含有有机硅。 图1 样品的代表性外观照片 2、分析方法 2.1 接触电阻 首先用毫欧计测试所有继电器A、B接点的接触电阻，A、B接点的位置见图2所示，检测结果表示NG样品B点的接触电阻均大于100 mΩ，而2种OK样品的A、B点的接触电阻均小于100 mΩ。 图2 样品外观照片
2.2 SEM&EDS分析 对于NG品，根据所测接点电阻的结果，选取B接点接触电阻值高的2个继电器，对于2种OK品，每种任选2个继电器，在不污染触点及其周围的前提下，将样品进行拆分后，用SEM&EDS分析拆分后样品的触点及周围异物的元素成分。触点位置标示如图3所示。所检3种样品共6个继电器的触点中，NG品的触点及触点周围检出大量的含碳（C）、氧（O）、硅（Si）等元素的异物，而OK品的触点表面未检出异物。典型图片如图4、图5所示。 图3 触点位置标识（D指触点C反面） 图4 NG样品触点周围异物SEM&EDS检测结果典型图片
图5 OK样品触点的SEM&EDS检测结果典型图片 2.3 FT-IR分析 在不污染各部件的前提下，将2.2条款中剩下的继电器进行拆分，并将拆分后的部件分成3组，即A组（接点、弹片（可动端子、固定端子））、B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）、C组（漆包线），分别将A、B、C组部件装入干净的瓶中，见图6所示，处理后用FT-IR分析萃取物的化学成分，确认其是否含有有机硅。 图6 拆分后样品的外观照片 结果表明，所检3种样品各部件的萃取物中，NG样品B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）和C 组（漆包线）检出有机硅，其他样品的部件未检出有机硅。典型图片见图7所示。
集成电路失效分析新技术 费庆宇１， ２ （１．信息产业部电子第五研究所，广东广州５１０６１０； ２．电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室，广东广州 ５１０６１０） 摘要：通过实例综述了目前国内集成电路失效分析技术的现状和发展方向，包括：无损失效分析技术、信 号寻迹技术、二次效应技术、样品制备技术和背面失效定位技术，为进一步开展这方面的工作提供参考。 关键词：集成电路；失效分析；无损分析中图分类号：ＴＮ４３．０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５４６８（２００５）０４－０００１－０５ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＦＥＩＱｉｎｇ－ｙｕ１，２ （１．ＣＥＰＲＥＩ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６１０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＰｈｙｓｉｃｓａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｔａｔｕｓａｎｄｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅＩＣｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌｃａｓｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｉｇｎａｌｔｒａｃｉｎｇ， ｓｅｃｏｎｄａｒｙｅｆｆｅｃｔ， ｓａｍｐｌｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｂａｃｋｓｉｄｅｆａｉｌｕｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｇａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ；ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ 电子产品可靠性与环境试验 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＰＲＯＤＵＣＴＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＴＥＳＴＩＮＧ 专家论坛 １ 引言 失效分析是确定一种产品失效原因的诊断过 程。失效分析技术已经广泛地应用于各种工业部门。尤其在电子元器件行业中，失效分析有着特殊的重要性，主要表现在对元器件生产、元器件和整机设计几个方面：它能为元器件生产厂提供改进的建议，有助于提高产品的合格率和可靠性；它也能为设计部门提供设计验证和设计纠错的服 务，从而加快产品的研制速度；它既能为整机厂提供索赔或选择元器件供应商的依据，也能在电路的可靠性设计中，提供如何正确使用元器件的依据，从而提高整机的合格率和可靠性。 目前，集成电路（ＩＣ）正在向亚微米、深亚微米、多层布线结构的方向发展，以机械探针和光发射显微为主的、传统的失效分析技术已不能满足需要。 收稿日期：２００５－０５－１８ 作者简介：费庆宇（１９４４－），男，浙江海宁人，信息产业部电子第五研究所研究分析中心高级工程师，硕士，分别于１９８９、 １９９２和２００１年赴联邦德国、加拿大和美国作访问学者，主要从事半导体器件和集成电路的失效机理和失效分析 技术研究，曾主持过多次重要课题的研究，其中“ＶＬＳＩ失效分析技术”课题荣获２００３年度国防科技二等奖。 ２００５年８月第４期 Ａｕｇ．２００５Ｎｏ．４
PCB失效分析技术及部分案例 作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。 对于这种失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，本文总结了十大失效分析技术，供参考借鉴。 1.外观检查 外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB 的失效模式。外观检查主要检查PCB的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。另外，有许多PCB的失效是在组装成PCBA后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。 2.X射线透视检查 对于某些不能通过外观检查到的部位以及PCB的通孔内部和其他内部缺陷，只好使用X 射线透视系统来检查。X光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X光的吸湿或透过率的不同原理来成像。该技术更多地用来检查PCBA焊点内部的缺陷、通孔内部缺陷和高密度封装的BGA或CSP器件的缺陷焊点的定位。目前的工业X光透视设备的分辨率可以达到一个微米以下，并正由二维向三维成像的设备转变，甚至已经有五维（5D）的设备用于封装的检查，但是这种5D的X光透视系统非常贵重，很少在工业界有实际的应用。 3.切片分析 切片分析就是通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀、观察等一系列手段和步骤获得PCB
各类材料失效分析方法 Via 常州精密钢管博客 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析 PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
图2 PCB/PCBA 失效模爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段· 无损检测： 外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 显微红外分析(FTIR) 俄歇电子能谱分析(AES) X射线光电子能谱分析(X PS) 二次离子质谱分析(TOF-SIMS)· 热分析：· 差示扫描量热法(DSC) 热机械分析(TMA) 热重分析(TGA) 动态热机械分析(DMA) 导热系数(稳态热流法、激光散射法) 电性能测试： · 击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移· 破坏性能测试： 染色及渗透检测
2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段· 电测：连接性测试电参数测试功能测试 无损检测： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 制样技术： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 显微形貌分析： 光学显微分析技术 扫描电子显微镜二次电子像技术 表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 俄歇电子能谱分析(AES)
电子产品失效模式分析 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 01、失效分析流程 图1 失效分析流程 02、各种材料失效分析检测方法 1、PCB/PCBA失效分析
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。 图2 PCB/PCBA 失效模式 爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段 无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像 表面元素分析： ?扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) ?显微红外分析(FTIR)
?俄歇电子能谱分析(AES) ?X射线光电子能谱分析(XPS) ?二次离子质谱分析(TOF-SIMS) 热分析： ?差示扫描量热法(DSC) ?热机械分析(TMA) ?热重分析(TGA) ?动态热机械分析(DMA) ?导热系数(稳态热流法、激光散射法) 电性能测试： ?击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移 ?破坏性能测试： ?染色及渗透检测 2、电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等
常用手段电测：连接性测试电参数测试功能测试 无损检测： ?开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) ?去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) ?微区分析技术(FIB、CP) 制样技术： ?开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) ?去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) ?微区分析技术(FIB、CP) 显微形貌分析： ?光学显微分析技术 ?扫描电子显微镜二次电子像技术 表面元素分析： ?扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) ?俄歇电子能谱分析(AES) ?X射线光电子能谱分析(XPS) ?二次离子质谱分析(SIMS) 无损分析技术： ?X射线透视技术 ?三维透视技术 ?反射式扫描声学显微技术(C-SAM)
失效分析 第三章失效分析的基本方法 1.按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法：（1）审查设计（2）材料分析（3）加工制 造缺陷分析（4）使用及维护情况分析 2.系统工程的分析思路方法：（1）失效系统工程分析法的类型（2）故障树分析法（3）模糊故 障树分析及应用 3.失效分析的程序：调查失效时间的现场；收集背景材料，深入研究分析，综合归纳所有信息 并提出初步结论；重现性试验或证明试验，确定失效原因并提出建议措施；最后写出分析报告等内容。 4.失效分析的步骤：（1）现场调查①保护现场②查明事故发生的时间、地点及失效过程③收集 残骸碎片，标出相对位置，保护好断口④选取进一步分析的试样，并注明位置及取样方法⑤询问目击者及相关有关人员，了解有关情况⑥写出现场调查报告（2）收集背景材料①设备的自然情况，包括设备名称，出厂及使用日期，设计参数及功能要求等②设备的运行记录，要特别注意载荷及其波动，温度变化，腐蚀介质等③设备的维修历史情况④设备的失效历史情况⑤设计图样及说明书、装配程序说明书、使用维护说明书等⑥材料选择及其依据⑦设备主要零部件的生产流程⑧设备服役前的经历，包括装配、包装、运输、储存、安装和调试等阶段⑨质量检验报告及有关的规范和标准。（3）技术参量复验①材料的化学成分②材料的金相组织和硬度及其分布③常规力学性能④主要零部件的几何参量及装配间隙（4）深入分析研究（5）综合分析归纳，推理判断提出初步结论（6）重现性试验或证明试验 5.断口的处理：①在干燥大气中断裂的新鲜断口，应立即放到干燥器内或真空室内保存，以防 止锈蚀，并应注意防止手指污染断口及损伤断口表面；对于在现场一时不能取样的零件尤其是断口，应采取有效的保护，防止零件或断口的二次污染或锈蚀，尽可能地将断裂件移到安全的地方，必要时可采取油脂封涂的办法保护断口。②对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。③在潮湿大气中锈蚀的断口，可先用稀盐酸水溶液去除锈蚀氧化物，然后用清水冲洗，再用无水酒精冲洗并吹干。④在腐蚀环境中断裂的断口，在断口表面通常覆盖一层腐蚀产物，这层腐蚀产物对分析致断原因往往是非常重要的，因而不能轻易地将其去掉。 6.断口分析的具体任务：①确定断裂的宏观性质，是延性断裂还是脆性断裂或疲劳断裂等。② 确定断口的宏观形貌，是纤维状断口还是结晶状断口，有无放射线花样及有无剪切唇等。③查找裂纹源区的位置及数量，裂纹源的所在位置是在表面、次表面还是在内部，裂纹源是单个还是多个，在存在多个裂纹源区的情况下，它们产生的先后顺序是怎样的等。④确定断口的形成过程，裂纹是从何处产生的，裂纹向何处扩展，扩展的速度如何等。⑤确定断裂的微观机理，是解理型、准解理型还是微孔型，是沿晶型还是穿晶型等。⑥确定断口表面产物的性质，断口上有无腐蚀产物，何种产物，该产物是否参与了断裂过程等。 7.断口的宏观分析（1）最初断裂件的宏观判断①整机残骸的失效分析；②多个同类零件损坏的 失效分析；③同一个零件上相同部位的多处发生破断时的分析。（2）主断面（主裂纹）的宏观判断①利用碎片拼凑法确定主断面；②按照“T”形汇合法确定主断面或主裂纹；③按照裂纹
PCB失效分析技术与典型案例 2009-11-18 15:10:05 资料来源:PCBcity 作者: 罗道军、汪洋、聂昕 摘要| 由于PCB高密度的发展趋势以及无铅与无卤的环保要求，越来越多的PCB出现了润湿不良、爆板、分层、CAF等等各种失效问题。本文首先介绍针对PCB在使用过程中的这些失效的分析技术，包括扫描电镜与能谱、光电子能谱、切片、热分析以及傅立叶红外光谱分析等。然后结合PCB的典型失效分析案例，介绍这些分析技术在实际案例中的应用。PCB失效机理与原因的获得将有利于将来对PCB的质量控制，从而避免类似问题的再度发生。 关键词| 印制电路板，失效分析，分析技术 一、前言 PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。随着电子信息产品的小型化以及无铅无卤化的环保要求，PCB也向高密度高Tg以及环保的方向发展。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题，并因此引发了许多的质量纠纷。为了弄清楚失效的原因以便找到解决问题的办法和分清责任，必须对所发生的失效案例进行失效分析。本文将讨论和介绍一部分常用的失效分析技术，同时介绍一些典型的案例。 二、失效分析技术 介于PCB的结构特点与失效的主要模式，本文将重点介绍九项用于PCB失效分析的技术，包括：外观检查、X射线透视检查、金相切片分析、热分析、光电子能谱分析、显微红外分析、扫描电镜分析以及X射线能谱分析等。其中金相切片分析是属于破坏性的分析技术，一旦使用了这两种技术，样品就破坏了，且无法恢复；另外由于制样的要求，可能扫描电镜分析和X射线能谱分析有时也需要部分破坏样品。此外，在分析的过程中可能还会由于失效定位和失效原因的验证的需要，可能需要使用如热应力、电性能、可焊性测试与尺寸测量等方面的试验技术，这里就不专门介绍了。 2.1 外观检查
工程材料失效分析 姓名：丁静 学号：201421803012
案例一乙烯裂解炉炉管破裂原因分析某石化公司化工一厂裂解车间CBL一Ⅲ型乙烯裂解炉于1998年9月投入运行，1 999年4月检查发现一根裂解炉管发生泄漏。为查明炉管泄漏原因，对失效炉管进行了综合分析。 CBL一Ⅲ型乙烯裂解炉炉管工作温度为1050～llOO℃，材质化学成分（质量分数）为0.35~0.60%C;1.0%~2.0%Si;1.O%~1.50%Mn;33%~38%Ni;23%~28%Cr及微量Nb.Ti.Zr等。宏观观察失效炉管表面可以看出，泄漏部位炉管内、外壁均有两个孔坑，两个孔坑在内、外表面相互对应，孔坑边缘金属略有凸起，呈火山口状。仔细观察发现，在内壁两个孔坑附近表面有一约3 mm xl mm凸棱，凸棱略高于附近炉管表面（图11-1、图11-2）。
化学成分分析结果表明，失效炉管化学成分符合厂家技术要求。金相检查结果表明，失效炉管显微组织基体为奥氏体，晶界分布有骨架状碳化物，晶内和晶界分布有一定数量的颗粒状碳化物（图11-3）。 能谱分析结果表明，这些颗粒状碳化物为Nb.Zr.Ti或Cr的
碳化物。晶界分布的骨架状碳化物系以铬为主的碳化物。首先，采用扫描电镜观察了泄漏部位炉管内、外表面的放大形貌，观察发现，所有孔坑均存在白亮色块状物。通常，不导电的非金属氧化物或金属氧化物在电子束作用下因积累电荷而呈白亮色。能谱分析结果表明，白亮色块状物含有很高的稀土铈。分析认为，白亮色块状物为稀土氧化物。在泄漏部位，分别在内壁凸棱和孔坑两处，垂直于内表面制备了炉管横截面金相试样。可以看出，不论是凸棱对应部位，还是炉管内、外表面两个孔坑之间，炉管横截面均分布有宏观深灰色金属夹杂物，夹杂物在内、外表面两个孔坑之间连续贯通（图11-4）。 在扫描电镜下进一步观察、分析结果表明，两个横截面深灰色区域同样是稀土铈的氧化物（图11-5）。采用微型拉伸试样，对失效炉管进行了1100℃短时高温拉伸试验，其结果如表11-1所示。可以看出，失效炉管1100℃高温短时拉伸性能低于厂家相关技术要求。
新版PFMEA-过程失效模式与影响分析实战训练 ●课程背景 德国汽车工业协会（VDA QMC）在德国柏林召开股东会议，并正式宣布新版AIAG-VDA FMEA标准发布！这是一个历史性时刻，历经了长时间汽车行业专家的反复研讨和修订，第一版的AIAG-VDA标准终于正式发布！本次培训将根据最新发布的AIAG-VDA FMEA 要求，系统地讲解新版FMEA的背景，重要变化点以及企业如何应对等，并对新的AIAG-VDA FMEA七步法进行详细讲解，帮助企业迅速掌握新版FMEA的使用。FMEA是1960 年代美国太空计划所发展出来的一套手法，为了预先发现产品或流程的任何潜在可能缺点，并依照其影响效应，进行评估与针对某些高风险系数之项目，预先采取相关的预防措施避免可能产生的损失与影响。近年来广为企业界做为内部预防改善与外部对供货商要求的工具，是从事产品设计及流(制)程规划相关人员不得不熟悉的一套运用工具。FMEA是系统化的工程设计辅助工具，主要利用表格方式协助进行工程分析，使其在工程设计时早期发现潜在缺陷及其影响程度，及早谋求解决之道，避免失效之发生或降低影响，提高系统之可靠度。因此尽早了解与推动失效分析技术，是业界进军国际市场必备的条件之一！ ●培训对象 研发总监、经理、工程师；质量总监、质量经理、质量主管、质量工程师、质量技术员；技术总监、经理、工程师、技术员；产吕流程总监、经理、工程师、技术员；生产经理、生产主管以及所有工程师（PE，ME，QA，SQE等）。 ●培训时间 1-2天 ●课程收获 1.了解最新版PFMEA的背景及主要变化点
2.理解和掌握新版PFMEA的七步法 3.预先考虑正常的用户使用和制造过程中会出现的失效 4.有助于降低成本提升效益，预防不良品的发生 5.建立产品可靠度保证系统，具备整体的概念 6.认识失效的类型及其影响 7.熟悉并运用失效模式与效应分析手法预防产品设计与制程规划可能发生的不良现象 8.累积公司相关不良模式与效应处理之工程之知识库，不断改进产品可靠性 课程大纲 第一章FMEA的发展过程 一.了解FMEA 二.FMEA定义 三.FMEA的目的 四.什么时候用FMEA 五.新版PFMEA的主要变化 1.七步法代替以前的“填表法” 2.全新的SOD评分标准 3.全新的措施优先级AP取代RPN 4.增加了优化措施的状态跟踪 5.全新的表格等 第二章PFMEA简介 一.PFMEA的时间顺序 二.PFMEA集体的努力 三.成功的PFMEA小组 四.PFMEA小组的守则 五.PFMEA小组决定的标准/模式 第三章执行新版PFMEA和实例 一.执行新版PFMEA的步骤
失效分析技术之基础知识篇 摘要：本文介绍失效分析与预防技术相关的概念、失效及失效分析分类、失效分析的目的、特点及作用，以及对失效分析实验室、人员和管理的要求等。 关键词：失效，失效分析，失效预防 1基本概念[1] 1.1失效 产品丧失规定的功能称为失效。 1.2失效分析 判断失效的模式，查找失效原因和机理，提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动称为失效分析。 1.3失效模式 失效的外在宏观表现形式和规律称为失效模式。 1.4失效机理 失效机理是指引起失效的微观物理化学变化过程和本质。 1.5失效学 研究机电产品失效的诊断、预测和预防理论、技术和方法的交叉综合的分支学科。失效学与相关学科的边界还不够明确，它是一个发展中的新兴学科。 1.6风险 风险是失效的可能性与失效后后果的乘积，风险评估就是对系统发生失效的危险性进行定性和定量的分析。 1.7失效和事故 失效与事故是紧密相关的两个范畴，事故强调的是后果，即造成的损失和危害，而失效强调的是机械产品本身的功能状态，如由于涡轮叶片的疲劳断裂失效，
导致某型号的某某事故。失效和事故常常有一定的因果关系，但二者没有必然的联系。 1.8失效和可靠性 失效是可靠性的反义词。产品的可靠度R(t)是产品在规定的条件下、规定的时间内完成规定的功能的能力。失效率F(t)是指工作到某一时刻尚未失效的产品，在该时刻后，单位时间内发生失效的概率，即F(t)=1-R(t)。 1.9失效件和废品 失效件是指进入商品流通领域后发生故障的零件，而废品则是指进入商品流通领域前发生质量问题的零件。废品分析采用的方法常与失效分析方法一致。 1.10失效分析和状态诊断 失效分析是指事后的分析，而状态诊断是针对可能的主要失效模式、原因和机理方面事先的，即在线、适时、动态的诊断。 1.11失效分析和安全评定 失效分析是指事故后的失效模式、原因和机理诊断，而安全评定是指事故前，按“合于使用”原则的安全与否的评价。 1.12失效分析与维修 维修是维护和修理的总合，维护指将可能造成维修对象功能缺损的因素排除掉，修理指将维修对象缺损的功能恢复，主要是以替换失效件的方式进行。而失效分析是针对失效件的失效模式、原因和机理进行分析。维修主要是针对整机进行修复，而失效分析是对已经定位的失效构件或材料进行分析。 1.13痕迹[2] 主要指力学、化学、热学、电学等因素单独地或共同地作用于制件，而在制件上形成的各种印迹、颜色或材料粘结等。 1.14痕迹分析 对痕迹进行诊断鉴别，找出其形成和变化的原因，为失效分析提供线索和依据的过程。
失效分析与无损检测技术综合应用 心 得 体 会
11级检测技术及应用 11802205 薛星 2013年5月30日 尊敬的马老师： 您好！我是11级检测技术及应用的班长薛星。通过这次的讲座，使我受益匪浅。您给我们针对CR技术、失效分析和无损检测的新技术进行了一一的讲解，让我们对我们的专业有了进一步的认识，也对本专业的发展有了深入了解。 CR技术(Computed Radiography；Computed Radiology)，是一种数字化的新的非胶片射线照相检验技术。目前，它采用贮存荧光成像板(Storage Phosphor Imaging Plate)完成射线照相检验。 采用贮存荧光成像板的CR技术，是基于某些荧光发射物质，具有保留潜在图像信息的能力。这些荧光物质受到射线照射时，在较高能带俘获的电子形成光激发射荧光中心(PLC)。采用激光激发时，光激发射荧光中心的电子将返回它们初始能级，并以发射可见光的形式输出能量。这种光发射与原来接收的射线剂量成比例。这样，当激光束扫描贮存荧光成像板时，就可将射线照相图像转化为可见的图像
无损检测新技术有激光超声检测方法、激光（错位）散斑检测方法、红外热像检测方法、微波检测技术、超声波时差衍射技术、金属磁记忆检测技术、数字射线成像技术、远场涡流检测技术等。其中红外热像检测对蜂窝积水问题的应用较多。 本次的讲座让我们对无损检测的发展前景充满了信心，随着社会的发展，无损检测技术的应用也随之增多。讲座针对无损检测技术、设备和应用都做了讲解，使我们对无损检测从理论到应用都有了深入了解。相信通过我们的认真学习，一定会在无损检测技术中提高理论和实践的只是和技能。近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了无损检测技术的发展。
佳木斯大学 失效分析案例
失效分析案例 0 零件背景： 某?外径为?450 mm, 壁厚为 50mm 的GCrl5SiMn 钢轴承圈 ,在最终热处理后进?磨削加?时,批量产?沿径向由外表?迅速向内表?扩展的开裂,造成很大的经济损失。其?产?艺为轧制(1050～1150℃锻造) 球化退火→机械加?→淬?(840 ℃)?回?(170℃)→磨削等?序。 1.1化学成分分析 取一部分试样碎末，利用化学元素分析仪分析零件成分。 从上表看出，零件的化学成分符合标准要求。 1.2 硬度分析 在?相抛光?上,从裂纹源处开始沿轴向至壁厚中部每隔 3 mm 检测其硬度。 表 2 显?,裂纹边缘硬度与内部硬度基本?致,硬度均大于 60 HRC,符合标准要求;?明显脱碳软化现象。
1.3 断口宏观形貌 采?机械加压?法使套圈沿裂纹断开,?先对断?形貌??眼观察。 ?线切割从试样断?处切取?块含有裂纹源区?裂纹扩展区?压断区的断?试样。?酒精清洗后在丙酮中?超声波清洗 20 min 取出?燥,?扫描电镜观察该断?形貌 通过?眼观察发现,裂纹源位于轴承套圈外表?沟槽尖?处。试样两断?均为裂纹扩展形成,裂纹长?平直,由轴承套圈外表?沿径向向内表?扩展,初始裂纹最深处约为 15 mm,裂纹总长约 60mm。初始裂纹有褐?氧化条纹,继续向?扩展为灰?,裂纹表?光滑细腻呈瓷状,属典型的脆性断?特征。新断?呈银灰?,断?组织细密有?属光泽,说明晶粒很细?。
由图 2a 可见,断?平齐呈放射状特征,没有明显的塑性变形迹象,断?结构呈细瓷状,边缘?明显剪切唇,也?纤维状。 由图 2b 可见,断?形貌为韧窝?解理断?,呈混合断?特征。大部分属于沿晶脆性开裂,沿晶分离?平滑,?微观塑性变形特征,晶粒均匀细?,?过热特征。但发现有很长很深的?条穿晶带(如箭头所?),认为应该存在某种链条状脆性组织缺陷。 由图 3 可见,新压断?处形貌与起裂处大体相同 ,断?形貌仍为韧窝?解理断? ,混合断?特征不变。说明裂纹处与新压断?处的组织相同。另外均未发现有明显的非?属夹杂物和?孔等缺陷。
问题专项分析报告（8D） 问题背景（D0） 对XX专项问题背景情况进行详细介绍（时间、地点、人员、事情发生经过）。 1．问题解决团队成员（D1） 问题发生后，我司高度重视，迅速组织各供应商成立专项团队负责对此问题进行调查分析。 表1：团队成员 2 ．问题描述（D2） 对XX专项问题进行详细的描述。（缺陷位置、尺寸、涉及范围、潜在风险、是否有类似处理经验等，包括图片、数据等资料） 3. 临时纠正措施（D3） 包含缺陷影响分析，必要时进行理论计算或模型评估，对采取的修复方案进行简单描述并提供NCR、维修方案、维修过程关键点控制图片资料等。 4. 原因分析(D4) XX专项问题的原因很多，如图5所示，下面从人、机、料、法、环五个方面进行原
因分析。 图5 XX问题分析图
●人 对于XX问题，从人的角度进行详细的分析阐述。 ●机 对于XX问题，从机的角度进行详细的分析阐述。 ●料 对于XX问题，从料的角度进行详细的分析阐述。 ●法 对于XX问题，从法的角度进行详细的分析阐述。 ●环 对于XX问题，从环的角度进行详细的分析阐述。 5. 选择和验证根本原因（D5） 通过上述原因分析，XX专项问题的根本原因是XX。 针对造成XX问题的各种原因，采取以下措施： ●人 对于XX问题，从人的角度进行详细的措施阐述。 ●机 对于XX问题，从机的角度进行详细的措施阐述。 ●料
对于XX问题，从料的角度进行详细的措施阐述。 ●法 对于XX问题，从法的角度进行详细的措施阐述。 ●环 对于XX问题，从环的角度进行详细的措施阐述。 6. 方案实施（D6） 根据前期制定的方案，详细阐述具体实施过程。 7. 防止再发生（D7） 针对XX问题，制定切实可行的纠正预防措施，防止此类问题再次发生。 8 总结（D8） 综上所述，现对XX问题总结如下： (1)问题原因:XXXXXX (2)解决措施:XXXXXX (3)预防措施:XXXXXX
失效分析的现状与发展趋势 毛泉2014110092 一、国外状况 国外工业发达国家高度重视航空装备在内的交通安全事故的调查研究工作。美国建有国家运输安全委员会, 并早在19 67 年, 美国成立了“机械故障预防中心( M FP C ) ”, 由原子能委员会、美国国家航空和宇航局( N A S A ) 等长期支持开展航空和宇航材料与结构的服役失效分析工作。美国的失效分析中心遍布全国各个部门, 有政府办的, 也有大公司及大学办的。例如, 国防尖端部门、原子能及宇航故障分析集中在国家的研究机构中进行; 宇航部件的故障分析在肯尼 迪空间中心故障分析室进行; 阿波罗航天飞机的故障在约翰逊空间中心和马歇 尔空间中心进行分析; 民用飞机故障在波音公司及洛克威尔公司的失效分析中 心进行分析。福特汽车公司、通用电器公司及西屋公司的技术发展部门均承担着各自的失效分析任务。许多大学也承担着各自的失效分析任务。像里海大学、加州大学、华盛顿大学承担着公路和桥梁方面的失效分析工作。有关学会, 如美国金属学会、美国机械工程师学会和美国材料与试验学会均开展了大量的失效分析工作。 在德国, 失效分析中心主要建在联邦及州立的材料检验中心。原西德的1个州共建了523个材料检验站, 分别承担各自富有专长的失效分析任务。工科大学的材料检验中心, 在失效分析技术上处于领先地位。德国联邦材料测试实验室及GKSS 研究中心是长期从事材料及结构服役与失效综合研究的世界著名的研究机构。 此外, 在日本, 国立的失效分析研究机构有金属材料技术研究所、产业安全研究所和原子力研究所等。在企业界, 新日铁、日立、三井、三菱等都有研究机构, 另外各工科大学都有很强的研究力量。意大利B od y co et 材料测试国家实验室也是长期从事材料及结构服役与失效综合研究的世界著名的研究机构。 美国出版和再版的《金属手册》中的失效分析卷是一本影响较大的实用工具书, 目前在英国还定期出版杂志《EngineeringFailure Analysis》, 美国出版了杂志《Failure Analysis& Prevention》 国际工程失效分析会议（International Conferences on Engineering Failure Analysis）从2004年每隔两年召开至今。 二、国内状况 1974 年在南京召开的材料金相学术讨论会上, 第一次设立了失效分析分会场。1980 年在北京召开了全国第一次机械装备失效分析经验交流会, 收集论文和分析案例311篇。 19 8 4 年和19 8 8 年分别在杭州和广州召开了第二次和第三次全国失效分析技术会议。 1993年6月在桂林召开了第四次全国失效分析会议。 1986年成立了中国机械工程学会失效分析分会。 1987年召开全国机械装备失效分析评比交流会( 后被称为“第一次全国机电装备失效分析预测预防战略研讨会”)
IC失效分析中电测技术及其应用研究 林晓玲，费庆宇，师谦，肖庆中 电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室； 信息产业部电子第五研究所，广州，510610，euling@https://www.doczj.com/doc/a815936518.html, 摘要：IC失效分析中电测技术的研究介绍，包括敏感参数测试中的待机电流测试、瞬态电流测试、端口IV特性测试、扫描端口测试，并对各种电测技术举例说明。 关键词：失效分析；电测技术；连接性失效 1 引言 失效分析人员从失效现场获得的间接数据对开展失效分析有重要参考价值。失效分析人员在认真研究现场数据后，有可能推测出失效模式和失效机理，然后选择适当的失效分析方法验证上述推测，最终确定失效原因。然而，现场数据是以生产或使用为目的而获得，这些数据可能不完全或项目繁多重点不突出，或随时间的推移参数已发生变化。失效分析人员应尽可能以失效分析为目的重新对关键的参数进行电测，这种电测可以重现失效现象，确定失效模式、缩小故障隔离区，确定失效定位的激励条件，为进行信号寻迹法失效定位创造条件。在特定条件下，从一些敏感参数的电测结果可确定失效机理，简化失效分析步骤。为防止引入新的失效机理，进行开封、去钝化层的等样品制备过程后，需对样品重新进行电测。 2 IC电测技术及其应用介绍 2.1 电测的种类和相关性 IC的电测失效可分为连接性失效、电参数失效和功能失效。连接性失效包括开路、短路以及电阻值变化。这 类失效在所有失效种类中最常发生，也比较容易测试。在使用过程中失效，即现场失效的IC多数是由连接性 失效导致的，根据国内外整机失效统计分析，这类失效占总失效数的50％，这里的连接性失效多数由静电放电（ESD）损伤和过电应力（EOS）损伤引起。可见，连接性测试在失效分析中有广泛用途。优先进行连接性测试, 如能发现问题，可省去电参数测试和功能测试等繁琐步骤，简化测试手续，实现快速失效分析。 确定IC的电参数失效，需进行较复杂的测量。各种IC内部的元件都有各自特殊的参数，如双极晶体管的电流增益，MOS器件的阈值电压和跨导，光电二极管的暗电流和光电转换效率，数字集成电路的电源电流、输入电压、输入电流、输出电压等。电参数失效的主要表现形式有数值超出规定范围（超差）和参数不稳定。 确定IC的功能失效，需对IC输入一个已知的激励信号，测量输出结果。如测得的输出状态与预计状态相同，则IC功能正常，否则为失效。功能测试主要用于集成电路。简单的集成电路的功能测试需电源、信号源和示 波器，复杂的集成电路测试需自动测试系统（ATE）和复杂的测试程序。 同一个IC，上述三种失效有一定的相关性，即一种失效可能引起其它种类的失效。功能失效和电参数失效的 根源时常可归结于连接性失效。在缺乏复杂功能测试设备和测试程序的情况下，有可能用简单的连接性测试和参数测试方法进行电测，结合物理失效分析技术的应用仍然可获得令人满意的失效分析结果。以数字集成电路为例，连接性失效可引起电参数失效和功能失效。如输入端漏电使输入电流I IN、输入电压V IH达不到要求， 并引起功能失效和静态电源电流IDDQ失效。输入端开路和输出端开路也会引起功能失效。电源对地短路会引起功能失效和静态电源电流IDDQ失效。失效器件经电测可能有多种失效模式，如同时存在连接性失效、电参数 失效和功能失效，然而存在一种主要失效模式，该失效模式可能引发其它失效模式。 2.2 敏感参数测试法 作为功能测试的补充，敏感参数测试技术近来得到了国际测试界的重视，这些敏感参数测试包括：待机电流测试测试和瞬态电流测试等。 2.2.1待机（stand by）电流测试技术
光缆故障分析报告范例 1、光信号缺失：一般因人为窥视信号、破坏光缆原因，致使光信号中断。一次，接到一光节点无输出电信号的故障，检测该光接收机无输入光功率，到前端机房测试，光分路器输出光功率正常。初步判断为该4芯光缆故障，安排人员沿线巡查，并未发现明显受损现象。通过ODTR测试，发现4根纤芯中只有1根不通，根据故障点大概距离再到现场查看，仍未发现光缆有破损迹象。于是将此故障点前后近100米光缆更换后信号恢复，仔细检查发现光缆上有1小孔，推断系误将光缆当作电缆，人为破坏光缆窥视信号行为所致。 2、光信号质量下降：如光缆中间熔接头质量不好，损耗过大，或光纤在接头盒中盘绕时弯曲半径太小，影响光功率的正常传输；接头盒防潮性能 不好，使光纤老化快，造成光折射能力差，降低光功率；光纤活动接头处有脏物，接触不好，使光功率下降，可用脱脂棉蘸(zhan)无水酒精清洗；前端和末端设备的尾纤应盘绕好，固定在光纤盘上，避免折断和弯曲半径变小而造成光损耗增加，影响信号传输质量。 从光纤网络运行近十年的情况看，光发射机故障并不高，也出现过因停送电后冲击浪涌电流过大而烧坏光发射机电源部分的故障。通过在前端加装稳压电源和不间断UPS电源，可以大大减少此类故障的发生。光发射机输入的驱动电平要
按设备要求注入，如频道增加或减少，也应调整驱动电平高低，避免因驱动电平过高或过低使光发射机CTB、CSO指标恶化而导致系统传输质量变差，这一点至关重要，也是调试光发射机最重要的工作。如光发射机使用年限较长，光模块老化，使光功率下降，当下降到规定值范围以下时，应更换新的模块或发射机，确保足够的光发射功率。 光接收机在使用和维护中要掌握好输入光功率和输出RF射频电平，入口光功率要符合设备规定值要求，否则应采取措施来保证光接收机的正常工作，射频电平不要调得过高。若接收机规定输出RF电平为110dBμV，设计、调试和维护时应低于110dBμV，否则会因电平过高可能产生画面出现横丝、图像不清楚等故障。在一次小区改造就出现过这样的问题，按接收机最高RF电平设计，出现了交互调故障，插入衰减片 将电平降至105dBμV后，光接收机工作正常。光接收机应配备良好的稳压电源和良好的接地，最好在220V入口电源处再加装一组避雷器，雷击时可起到一定保护作用，过去因没注意这一点，因雷击产生的意外过电压，烧坏光接收机电源的现象时有出现。另外，如条件允许，光接收机应选质量好的，电源应配开关电源，质量差的光接收机工作一段时间后，电平会降低，给分配网络电信号的正常传输带来较大的影响。
电子元器件可靠性试验、失效分析、故障复现及筛选技术培训 讲讲师师介介绍绍:: 费老师 男，原信息产业部电子五所高级工程师,理学硕士,“电子产品可靠性与环境试验”杂志编委，长期从事电子元器件的失效机理、失效分析技术和可靠性技术研究。分别于1989年、1992－1993年、2001年由联合国、原国家教委和中国国家留学基金管理委员会资助赴联邦德国、加拿大和美国作访问学者。曾在国内外刊物和学术会议上发表论文三十余篇。他领导的“VLSI 失效分析技术”课题组荣获2003年度“国防科技二等奖”。他领导的“VLSI 失效分析与可靠性评价技术”课题组荣获2006年度“国防科技二等奖”。2001年起多次应邀外出讲学,获得广大学员的一致好评。 为了满足广大元器件生产企业对产品质量及可靠性方面的要求，我司决定在全国组织召开“电子元器件可靠性试验、失效分析、故障复现及筛选技术”高级研修班。研修班将由具有工程实践和教学丰富经验的教师主讲，通过讲解大量实例,帮助学员了解各种主要电子元器件的可靠性试验方法和试验结果的分析方法． 课程提纲： 第一部分 电子元器件的可靠性试验 1 可靠性试验的基本概念 1．1 概率论基础 1．2 可靠性特征量 1．3 寿命分布函数 1．4 可靠性试验的目的和分类 1．5 可靠性试验设计的关键问题 2 寿命试验技术 2．1 加速寿命试验 2．2 定性寿命保证试验 2．3 截尾寿命试验 2．4 抽样寿命试验 3 试验结果的分析方法：威布尔分布的图估法 4 可靠性测定试验 4．1 点估计法 4．2 置信区间 5 可靠性验证试验 5．1 失效率等级和置信度 5．2 试验程序和抽样表 5．3 标准和应用 6 电子元器件可靠性培训试验案例 案例1 已知置信度和MTBF 时的实验测定 案例2 已知置信度和可靠度时的实验测定 案例3 案例加速寿命实验测定法 第二部分 电子元器件的失效分析、故障复现
失效分析简介 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。 图2 PCB/PCBA 失效模式 爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段 无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析：扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）显微红外分析（FTIR）俄歇电子能谱分析（AES）X射线光电子能谱分析（XPS）二次离子质谱分析（TOF-SIMS）
热分析：差示扫描量热法（DSC）热机械分析（TMA）热重分析（TGA）动态热机械分析（DMA）导热系数（稳态热流法、激光散射法）电性能测试：击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移破坏性能测试：染色及渗透检测 2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段 电测：连接性测试电参数测试功能测试无损检测：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）制样技术：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）显微形貌分析：光学显微分析技术扫描电子显微镜二次电子像技术表面元素分析：扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）俄歇电子能谱分析（AES）X射线光电子能谱分析（XPS）二次离子质谱分析（SIMS）无损分析技术：X射线透视技术三维透视技术反射式扫描声学显微技术（C-SAM）3 金属材料失效分析 随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。